新疆野苹果逆境响应机制研究进展

新疆野苹果是我国新疆天山野果林区中珍贵的第三纪孑遗植物,具有抗寒性强、耐虫、耐病、耐旱等优良性状。新疆野苹果不仅是我国苹果属重要的野生资源,也是我国果树遗传育种优质的抗逆种质资源。了解新疆野苹果在逆境条件下的生命活动规律,对植物抗逆育种和增产增收都具有十分重要的意义。本文综述了近年来新疆野苹果在基因水平、蛋白质水平和生理生化水平逆境响应机制的研究进展,提出未来对新疆野苹果的逆境响应机制研究应更深入到分子生物学水平。     

3类苹果资源遗传多样性的SSR对比分析

以18个新疆野苹果优系、23个鲜食苹果品种和7个苹果砧木品种为材料,对3类苹果资源的遗传多样性及亲缘关系进行分析,并对不同SSR引物的效率值进行对比分析,同时应用定位到17条染色体的80对SSR引物对3类苹果进行分析。总计扩增出254个位点,多态性位点百分率为99.61%,平均每对引物扩增位点8.47个。3类苹果多态位点百分比高低关系为新疆野苹果砧木苹果鲜食苹果;Neis基因多样性、Shannons指数和有效等位基因的高低关系为砧木苹果新疆野苹果鲜食苹果。聚类结果显示,48个品种分为鲜食苹果、新疆野苹果和苹果砧木3类,在0.68处,鲜食苹果和新疆野苹果聚到一起,说明二者有相对较近的遗传关系。新疆野苹果遗传多样性较高,鲜食苹果最低;鲜食苹果起源于新疆野苹果;不同引物的遗传参数差异较大,选择的引物效率值不同,说明引物选择的重要性。     

新疆苹果种质资源亲缘关系的SSR分析

[目的]以21份新疆苹果种质资源为实验材料,研究新疆苹果种质资源的亲缘关系,以期为新疆地方苹果品种可能是由新疆野苹果直接驯化而来的推论提供重要证据.[方法]利用分子生物学SSR技术,通过DNA的提取、纯度与浓度检测,SSR扩增反应的程序和体系组成、引物选择、PCR扩增及数据分析等,探讨新疆苹果资源间亲缘关系.[结果]若以遗传相似系数0.63为阈值,可将新疆苹果21份地方资源聚类成3组,新疆野苹果和新疆地方苹果品种交叉分布,说明新疆地方苹果品种与新疆野苹果具有相同的遗传背景,遗传相似度高,亲缘关系很近.[结论]新疆地方苹果品种可能是由新疆野苹果直接驯化而来,或是长期育种杂交或栽培过程中遗传变异造成的.     

不同生长状况下新疆野苹果内源激素含量的变化

【目的】分析不同生长状况下新疆野苹果野果林在生长发育过程中内源激素的变化规律,为新疆野苹果保护研究提供科学依据。【方法】分别于不同发育周期、不同年限、不同生长状况的新疆野苹果叶片与果实鲜样,采用高效液相法测定IAA、GA₃、ABA、ZR、JA这5种激素的含量。【结果】从6~9月,正常的新疆野苹果叶片ZR、GA₃含量下降,JA、IAA、ABA含量上升;退化的新疆野苹果叶片ZR、JA、GA₃、IAA、ABA含量上升;退化和正常的果实ZR、JA、GA₃、IAA变化趋势相同,均呈下降的趋势。2018年相比于2017年,正常的新疆野苹果叶片ZR、JA、ABA含量上升,GA₃、IAA 含量下降;退化的新疆野苹果叶片ZR、ABA含量上升,GA₃、IAA 含量下降;正常和退化的果实内源激素含量变化趋势相同,均是JA 含量上升,ZR、GA₃、IAA、ABA 含量下降。在5种不同存活率的新疆野苹果中,得出100%存活率新疆野苹果林叶片的IAA、ZR、GA₃含量最高,20%存活率新疆野苹果林叶片的JA含量最高,10%存活率新疆野苹果林叶片的ABA含量最高,得出存活率越高,促进生长的激素含量也会越高。【结论】2种不同生长状况下,新疆野苹果5种内源激素含量在不同月份和不同年份表现出不同趋势。     

新疆野苹果Malus sieversii(Ldb.)Roem花粉形态及其起源演化研究

本文研究了29个新疆野苹果的花粉形态。结果表明,新疆野苹果的花粉为3孔沟、圆球形、近球形、长球形。外壁呈条纹状纹饰,带有穴状穿孔,可分成5类:条大穴纹饰、条小穴纹饰,条穴纹饰、条穴—附属物纹饰及穴短条纹饰。花粉的P/E 值用于探讨苹果属植物的起源与演化具有重要的意义。新疆野苹果以新源县为起源点,向西发展,经巩留、伊宁到达霍城。在苹果属植物中,新疆野苹果可能是苹果亚组中较原始的种类。     

新疆野苹果枝条解剖结构与苹果小吉丁虫抗性的关系

【目的】 研究新疆野苹果枝条解剖结构与苹果小吉丁虫抗性的关系,为新疆野苹果抗虫育种、生物防治提供参考。【方法】 以新疆野苹果抗虫植株和敏感植株为材料,研究光学显微镜观察野苹果枝条内部解剖特征,分析抗虫表型形成原因。【结果】 新疆野苹果枝条木质部解剖,导管密度对抗虫性的影响较大,抗虫植株的导管密度低于敏感植株,分别为136.2 和163.1 n/μm²;木质部厚度、木化射线宽度对新疆野苹果植株的抗虫性影响不大。新疆野苹果抗、感植株的皮层厚度及韧皮部厚度都存在显著差异,其中抗虫植株韧皮部厚度低于敏感植株,分别为194.9和432.3 μm;抗虫植株皮层厚度高于敏感植株,分别为1 282.9和1 037.7 μm;周皮厚度差异不显著。【结论】 新疆野苹果枝条木质部导管密度越小,抗虫性越好,韧皮部厚度越低,皮层厚度高,抗虫表型越明显。     

新疆野苹果种子萌发特性与不同苗龄实生苗野外移栽研究

为了探讨新疆野苹果种子萌发能力及不同苗龄实生苗对移栽的影响,研究种子萌发率与层积时间、果实埋深的相关关系及不同苗龄实生苗移栽后成活率和病害发生率的变化.结果表明,新疆野苹果种子必须经过70～80 d的层积处理才能达到较为理想的萌发率.新疆野苹果果实被埋入2～4 cm土层中有较高的萌发率.人工移栽新疆野苹果最好选择3年生幼苗.     

新疆野苹果叶片抗氧化能力及多酚组分的研究

【目的】为探讨新疆野苹果的遗传多样性提供基本资料,并为揭示新疆野苹果抗氧化作用的物质基础提供科学依据。【方法】以35株野生新疆野苹果的叶片为试材,DPPH、FRAP和TEAC法测定总抗氧化能力,并测定清除羟自由基和超氧自由基能力,Folin-Ciocalteau法测总酚,HPLC测多酚组分,相关系数法分析抗氧化能力与多酚含量的相关性。【结果】参试的新疆野苹果单株之间抗氧化能力存在明显差异,5种方法抗氧化能力变异系数为16%～35%,极值比为1.61～7.33;HPLC鉴定出没食子酸、绿原酸、儿茶酚、香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、根皮苷、杨梅黄酮、槲皮素和肉桂酸等10种成分,其中根皮苷和杨梅黄酮含量较高,且这些组分含量及总酚含量单株之间存在差异;新疆野苹果总抗氧化能力与其总酚和原花青素含量极显著正相关。【结论】参试的新疆野苹果单株抗氧化能力及酚类物质组分含量存在明显差异,新疆野苹果抗氧化作用与其酚类物质关系密切。     

新疆野苹果28个种下类型叶片解剖结构对比研究

为研究新疆野苹果不同种下类型叶片解剖结构的差异,探讨新疆野苹果叶片解剖结构与环境的适应性及其抗性的关系,以新疆野苹果28个种下类型叶片为研究对象,采用石蜡制片法制作切片,根据不同种下类型叶片解剖结构特征及其栅海比、叶片紧密度等指标,观察研究了新疆野苹果28个种下类型叶片的解剖结构。结果表明,小黄酸野苹果在叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度方面平均值最大,与其他种下类型存在显著差异（P〈0.05）,表明其抗寒、抗旱能力较强,光合速率较高。对新疆野苹果28个种下类型叶片的解剖结构特征的各个指标进行聚类分析,分为4个不同类群,其中第四类群的抗旱能力、抗寒能力以及光合速率在4个类群中较为突出。     

盐胁迫对八棱海棠和新疆野苹果叶片解剖结构的影响

[目的]比较八棱海棠和新疆野苹果在不同盐浓度下叶片组织解剖结构的变化,分析其耐盐性,为我区南疆盐渍化土壤条件下苹果的商业化提供砧木资源.[方法]试验以盆栽的八棱海棠和新疆野苹果为试验材料,用8g/L的NaCl溶液进行盐胁迫处理,以只浇灌Hoagland完全营养液作为对照(CK),在处理第20天取样,采用石蜡制片法制作切片,测量出八棱海棠和新疆野苹果的叶片、上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织指标,观察分析八棱海棠和新疆野苹果叶片的解剖结构.[结果]光镜显微结构表明,与对照相比,在盐胁迫环境下,八棱海棠和新疆野苹果的叶片厚度、上下表皮、海绵组织发生不同程度的加厚,而栅栏组织厚度减小.与新疆野苹果相比,8 g/L NaCl处理的八棱海棠叶片细胞结构损伤较小,能够较好地保持细胞结构的完整性.[结论]八棱海棠对盐胁迫的适应能力高于新疆野苹果,对盐胁迫表现出较强的适应性.     

新疆野苹果果肉类黄酮种类及含量分析

以25株新疆野苹果(Malus sieversii)及3个当地苹果品种(嘎啦、夏立萌、红海棠)的成熟果实为试材,利用超高效液相色谱串联四级飞行时间质谱联用仪(UPLC-QTOF-MS)测定了果肉类黄酮物质的组成和含量,结果表明:在新疆野苹果果肉中检测出9种含量较高的类黄酮物质;新疆野苹果与当地品种果肉中检测到的类黄酮组分基本一致,但其含量差异显著;新疆野苹果果肉中绿原酸、原花青素B2、表儿茶素的含量基本均远高于当地品种,其中差异最大的是表儿茶素,其含量最高的GL183是嘎啦含量的82.13倍;新疆野苹果GL026、GL030、GL053-1、GL172、GL179、GL183果肉的绿原酸、原花青素B2、表儿茶素的含量较高,均超过平均水平。     

利用过氧化物酶同工酶测定新疆野苹果多态性试验简报

对新疆野苹果进行过氧化物酶同工酶测定的结果表明,不同野苹果种群之间存在明显的差异,同时也具有同源相似之处,同一种群之间差异不显著。通过酶谱构型的复杂程度和共同的特征性酶带可以看出,新疆野苹果与栽培苹果之间具有亲缘关系。     

水分胁迫对新疆野苹果净光合速率和水分利用率日变化的影响

以一年生盆栽新疆野苹果实生苗为试材,研究了经3种水分梯度处理后第20天苹果叶片净光合速率（Pn）和水分利用率（WUE）的日变化规律。结果表明,正常水分处理和中度水分胁迫下新疆野苹果Pn日变化为不典型双峰型,且Pn下降主要受气孔因素限制;重度水分胁迫下新疆野苹果Pn日变化为严重午休型,Pn下降主要受非气孔因素限制。方差分析表明,中度和重度水分胁迫使新疆野苹果Pn日均值与对照分别达到显著和极显著差异。3种水分梯度处理后新疆野苹果WUE日变化均呈先快速下降后缓慢上升的趋势,并表现上午时段的WUE大于下午时段;WUE目均值按对照、中度和重度水分胁迫依次降低。相关性分析表明,随着水分胁迫的增强,Ta,Ca,RH等生态因子对新疆野苹果Pn的影响越大,其中RH对Pn的影响最显著。     

额敏县新疆野苹果种群空间分布格局及其关联性

  目的  研究新疆塔城地区额敏县新疆野苹果Malus sieversii种群空间分布格局及其关联性,为该地区新疆野苹果种群恢复和持续经营提供科学依据。  方法  通过典型样地调查法,设置20块标准样地(30 m×30 m)进行新疆野苹果个体调查,使用径级结构代替年龄结构,并运用点格局分析中的单变量函数和双变量函数分析方法,对不同龄级新疆野苹果个体的空间分布格局及其关联性进行研究。  结果  ①新疆野苹果种群的年龄结构呈现类似纺锤形的非典型金字塔型,更新状况不良,种群结构不稳定。②较小年龄的新疆野苹果个体部分呈现出聚集分布,随着年龄的不断增加,逐渐趋向随机分布。③年龄相近的个体空间关联性部分呈正关联或无显著关联,随着个体年龄间差距的增加,空间关联性大多数表现为无关联状态。  结论  额敏县新疆野苹果种群结构不稳定,不同龄级个体之间空间关联性不强,应加强抚育管理,通过人工种植等方法改变其现有的随机分布状态,使其聚集生长,以促进当地新疆野苹果种群稳定生长及资源恢复。图3表1参35     

盐胁迫对八棱海棠和新疆野苹果叶片解剖结构的影响（英文）

[目的]比较八棱海棠和新疆野苹果在不同盐浓度下叶片组织解剖结构的变化,分析其耐盐性,为我区南疆盐渍化土壤条件下苹果的商业化提供砧木资源。[方法]试验以盆栽的八棱海棠和新疆野苹果为试验材料,用8 g/L的NaCl溶液进行盐胁迫处理,以只浇灌Hoagland完全营养液作为对照(CK),在处理第20天取样,采用石蜡制片法制作切片,测量出八棱海棠和新疆野苹果的叶片、上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织指标,观察分析八棱海棠和新疆野苹果叶片的解剖结构。[结果]光镜显微结构表明,与对照相比,在盐胁迫环境下,八棱海棠和新疆野苹果的叶片厚度、上下表皮、海绵组织发生不同程度的加厚,而栅栏组织厚度减小。与新疆野苹果相比,8 g/L NaCl处理的八棱海棠叶片细胞结构损伤较小,能够较好地保持细胞结构的完整性。[结论]八棱海棠对盐胁迫的适应能力高于新疆野苹果,对盐胁迫表现出较强的适应性。     

新疆野苹果繁育特性研究

对新疆野苹果的花部特征、传粉媒介和繁育系统等进行了观察和分析。结果表明,新疆野苹果花部综合特征表现出花粉量较多,花粉活力较强,雌蕊比雄蕊高,且雌雄蕊同熟,上述特点均有利于异花传粉;观察昆虫访花显示蜂类和蝶类是新疆野生苹果的主要访花者;新疆野苹果杂交指数(OCI)为4,花粉—胚珠比(P/O)均高于7000,人工授粉试验结果表明异花授粉座果率最高,其均值为49.3%,最高可达84.7%,方差分析显示以异花结实为主。新疆野苹果属于以异交为主的繁育系统。     

新疆野苹果17个种下类型的果实和种子形态对比研究

通过对新疆野苹果种下类型果实和种子形态特征的观察,对新疆野苹果果实的单果重、果形指数、果梗长与粗度,以及种子长度与宽度进行测量,利用扫描电镜观察种皮细胞的微观形态,测量细胞的长度与宽度,所得数据用 LSD 法进行方差分析,以了解其种下类型的关系。结果表明,新疆野苹果的果实外部性状和种子具有极丰富的表型变异,种内的分化高于种间分化;同时根据种子表皮细胞的形态将17个类型的新疆野苹果划分为7个差异明显的类别。     

新疆野苹果(Malus sieversii)内生菌的分离与鉴定

采用组织分离法从新疆野苹果茎中分离纯化了内生菌纯菌株,用分子生物学方法对内生菌进行了种属鉴定,扩增了真菌ITS序列,并进行了比较分析。结果显示,从新疆野苹果中分离得到了11株内生菌,分属于2个属3个种,分别为链格孢属(Alternaria sp.)和镰刀菌属(Fusarium sp.),新疆野苹果与枣树、棕榈树和甘蔗等有相同种类的内生菌,结合MS培养基启动培养、PDA法分离可快速得到纯菌株,比PDA多次纯化分离法更简便高效。本文可为抑制新疆野苹果组织培养时产生的内生菌的生长提供参考。     

3种苹果砧木幼苗在南疆钙质土壤上的田间表现

对3种苹果砧木的抗缺铁性进行田间对比试验,结果表明,小金海棠、八棱海棠在p H值为8.53的南疆钙质土壤上均生长正常,而在相同土壤上栽植的新疆野苹果却出现出严重的缺铁失绿症状。虽然新疆野苹果叶片中的叶绿素含量和有效铁含量明显低于小金海棠、八棱海棠,但其叶内的全铁含量却高于八棱海棠,而且新疆野苹果的全铁含量与有效铁含量的比值最大,表明发生黄化程度严重。综合分析各个指标测定值后认为,3种苹果砧木对南疆钙质土壤的抗性表现为小金海棠、八棱海棠抗缺铁能力较强,新疆野苹果发生黄化症状最明显,抗缺铁能力最差。     

土壤相对含水量变化对新疆野苹果抗氧化酶系统的影响

采用盆栽控水人工模拟水分胁迫,对新疆野苹果叶片中可溶性蛋白含量、MDA含量及SOD、POD、CAT、APX活性进行测定,探讨新疆野苹果对土壤相对含水量变化的响应机制。结果表明:随着土壤相对含水量的降低,新疆野苹果叶片中引发膜脂过氧化作用,使得膜脂过氧化产物MDA增加,细胞通过增加可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT、APX活性来抵御低水分胁迫所引发膜脂过氧化作用,清除增加的活性氧;但在不同水分条件下主要参与响应的酶类存在差异。此外,本研究还发现新疆野苹果对于较高的土壤相对含水量具有良好的适应性。